TS-240A緩蝕阻垢劑在閉路循環(huán)水系統中的應用

第26卷第4期工業(yè)水處理Vol.26 No.42006年4月Industrial W ater TreatmentApr. ,2006TS- 240A緩蝕阻垢劑在閉路循環(huán)水系統中的應用郭勇1,2,張宏?，李紅兵2,耿魯華3(1.天津大學(xué)環(huán)境工程與科學(xué)學(xué)院,天津300072;2.天津化工研究設計院 ,天津300131;3.西安惠大股份有限公司，陜西西安710302)[摘要]西安惠大公司閉路循環(huán)水系統存在著(zhù)嚴重的腐蝕問(wèn)題,根據閉路系統的特點(diǎn),并在大量的試驗基礎上開(kāi)發(fā)出了環(huán)境友好型緩蝕阻垢劑TS-240A。TS-240A以鉬酸鹽為主劑,復配膦羧酸以及多元分散劑等其他藥劑.經(jīng)過(guò)近兩年來(lái)在西安惠大公司的閉路循環(huán)水系統現場(chǎng)應用,證明該藥劑具有較好的緩蝕阻垢效果。[關(guān)鍵詞]閉路循環(huán)水;鉬酸鹽;緩蝕劑[中圖分類(lèi)號] TQ085+.2 [文獻標識碼]B [文章 編號] 1005 - 829X(2006)04 - 0084-04Application of scale and corrosion inhibitor TS - 240A to the closedcirculating water systemGuo Yong'2 , Zhang Hong', Li Hongbing', Geng Luhua3(1.Departmental of Environment Technology and Science, Tianjin University, Tianjin 300072, China;2. Tianjin Research and Design Institute of Chemical Industry, Tianjin 300131, China;3.Xi' an Huida Co., Xi'an 710302, China)Abstract:The closed circulating water systems of Xi' an Huida Co. have a series of corrosion problems. According tothe characteristics of closed system, a lot of tests have been done. Environment-friendly scale and corrosion inhibitorTS-240A has been formulated. The main composition of TS- 240A includes molybdate，multi-polymer dispersionagents etc. It has been used in the company for several years and has been proved to be is a good scale and corrosioninhibitor.Key words :closed circulating water system; molybdate ; corrosion inhibitor西安惠大公司在以往運行過(guò)程中，各套循環(huán)水在氧的電化學(xué)腐蝕,同時(shí)水中CI、SO2等的存在,加系統均采用了國外某公司生產(chǎn)的水處理藥劑，由于劇了上述腐蝕過(guò)程。系統內的結構材料為碳鋼,同時(shí)多種原因水系統出現了嚴重的腐蝕問(wèn)題，影響了企存在銅及其合金、不銹鋼等不同材質(zhì),不同金屬材質(zhì)業(yè)的正常生產(chǎn),尤其是閉路系統中,循環(huán)水多次變成的存在會(huì )導致電偶腐蝕。在開(kāi)發(fā)閉路水處理藥劑時(shí),紅色,每次換水后，時(shí)間不長(cháng)又變成紅色,不得不再.應以控制腐蝕為主,同時(shí)具備阻垢性能,且在低溫和次進(jìn)行換水。此外所用國外藥劑價(jià)格昂貴,成本過(guò)高溫時(shí)均有優(yōu)異的緩蝕阻垢性能"。高。天津化工研究設計院針對該公司的補充水水質(zhì)鉬酸鹽作為金屬材質(zhì)優(yōu)良的緩蝕劑早就引起了和各系統的工況條件，進(jìn)行了深入細致的試驗研究。國內外廣大科技工作者的高度重視。1939年首次公在試驗結果的基礎上，結合該院多年為廠(chǎng)家服務(wù)的布鉬酸鹽具有緩蝕作用的專(zhuān)利,1945年又首次記載成功經(jīng)驗，開(kāi)發(fā)出了適合該公司閉路循環(huán)水系統的了它對環(huán)境無(wú)害的情況報道。近年來(lái),隨著(zhù)環(huán)保呼聲水處理藥劑TS-240A，并在現場(chǎng)應用中取得了成的日益高漲，鉬酸鹽以其具有的低毒性和不受排放功。限制在水處理劑開(kāi)發(fā)應用中顯示出了較好的發(fā)展前西安惠大公司閉路循環(huán)水系統特點(diǎn):循環(huán)冷卻景(2.3)。水不與大氣接觸,但是系統內溶解氧仍然存在,這是鉬酸鹽屬抑制陽(yáng)極型反應或氧化型反應的鈍化由閥門(mén)、管道接口、水泵漏氣而帶入的,少量的補充膜緩蝕劑。通常YH中國煤化工陽(yáng)極上生成水亦是帶入系統溶解氧的-一個(gè)來(lái)源。因此,系統中存Fe2*進(jìn)入溶液中CNMH G成Fe*并快工業(yè)水處理2006- 04 ,26(4)郭勇,等:TS-240A緩蝕阻垢劑在閉路循環(huán)水系統中的應用速地與MoO2形成絡(luò )合物，從而在金屬陽(yáng)極表面生不會(huì )與水中Ca2*生成鉬酸鈣沉積,不象鉻、鋅鹽會(huì )對成保護性的鈍化膜，這種鈍化膜須在溶解氧或空氣環(huán)境造成嚴重污染，也不象磷配方的使用會(huì )使水體的存在下才能生成。其反應機理如式(1)。富營(yíng)養化而產(chǎn)生赤潮。隨著(zhù)美國、歐盟和我國相繼對Fe2+MoO2-→Fe2+- Moo,°>Fe+- MoOr- ,磷酸鹽的排放作出限制后,作為緩蝕劑的換代產(chǎn)品,[Fe2+-MoO4-Fe2O3](1)近年來(lái)國內外相繼出現了鉬系復合配方的試驗研究反應生成的Fe2+ - MoO4-Fe2O3是一種具有防腐及應用報道(.8。筆者通過(guò)靜態(tài)腐蝕試驗靜態(tài)阻垢試驗、動(dòng)態(tài)模蝕性能的鈍化膜,通常是堅韌而透明的,并且不溶于擬試驗開(kāi)發(fā)了以環(huán)境友好的鉬酸鹽為主劑，復配膦中性和堿性水中。通過(guò)對膜的測定,確定在碳鋼表面羧酸以及多元分散劑等其他藥劑的TS-240A,經(jīng)過(guò)上形成的鉬酸鹽氧化物膜對陽(yáng)離子具有選擇性,允近兩年來(lái)在西安惠大公司的閉路循環(huán)水系統現場(chǎng)應許單價(jià)陽(yáng)離子透過(guò),Fe2+、Fe2+則不能穿過(guò)膜層向溶用,發(fā)現該藥劑具有較好的緩蝕阻垢效果。液擴散，含有CI1和so,的腐蝕介質(zhì)也不能穿過(guò)膜1試驗部分層來(lái)到金屬表面上。因此,這層鈍化膜就起到了緩蝕1.1 系統特點(diǎn)分析作用。但是,鉬酸鹽的應用也有其不足之處,主要是該公司閉路循環(huán)水系統分為549C和65C熱水鉬酸鹽單獨使用時(shí),一般其質(zhì)量分數在0.1%~1%范系統及空調用冷凍水系統。循環(huán)系統工況見(jiàn)表1。根圍才能獲得最佳的緩蝕效果,其使用劑量大、處理費據系統工況,分別進(jìn)行了相應的試驗。用高,在一定程度 上限制了它的開(kāi)發(fā)和應用。為了彌補這一缺陷,經(jīng)過(guò)近年來(lái)的試驗研究發(fā)現，利用鉬酸長(cháng)1循環(huán)水系統工況鹽和有機或無(wú)機藥劑的配伍性及協(xié)同效應組成的復I閉路循環(huán)系統冷凍循環(huán)系統合配方可降低鉬酸鹽使用量2/3以上,并增強其應HW54HW65W用效果。當鉬酸鹽與有機緩蝕劑或其他無(wú)機緩蝕劑循環(huán)水量(m'h2)20050復配使用時(shí)，有機緩蝕劑或其他無(wú)機緩蝕劑或者通保有水量/m’21排水量/(L.h+)36240過(guò)在陰極區沉積，或者通過(guò)化學(xué)或物理吸附及絡(luò )合螯合作用,會(huì )在Fe2+- MoO,- Fe2O3鈍化膜之間形成供水溫度/C53-5560~70 .回水溫度/C53~5560-70新的吸附膜，這樣就構成了一種三維網(wǎng)絡(luò )結構的緩換熱器內最低流速/1.42.3.9蝕屏障，其緩蝕作用遠較單-的鉬酸鹽吸附層強。三n.s)維網(wǎng)絡(luò )緩蝕膜能有效地堵塞金屬離子的擴散通道,補水量系統無(wú)泄漏則不需補水同時(shí)又阻止了腐蝕介質(zhì)向內滲透，顯示出雙組分或設備材質(zhì)碳鋼.銅.不銹鋼多組分緩蝕劑間的協(xié)同效應，從而有效地抑制了金屬的腐蝕(-61.2補充水水質(zhì)鉬酸鹽能在較高溫度下抑制腐蝕,熱穩定性好,補充水水質(zhì)見(jiàn)表2?？捎糜跓崃魅荻雀呒熬植窟^(guò)熱的循環(huán)冷卻水系統,對于閉路循環(huán)水系統,由于沒(méi)有冷卻塔,不會(huì )引表2補充水水質(zhì)項目Ca*/(mg:L") Mg"*/(mg.L") 總堿度/(mmol.L.") C1/(mg.L") pH 總鐵/(mg:L") 總固體/(mg.L*) so2/(mg-L") .46.248.331.899.197.460.14241.560.08起蒸發(fā)濃縮,根據Ryzner穩定指數計算,其水質(zhì)表旋轉掛片鼓氣法測定金屬腐蝕率，把預先加工和稱(chēng)現為腐蝕性，考慮其在以往運行過(guò)程中出現的問(wèn)題量的試片,懸掛于測試器內與介質(zhì)接觸。測試- -定時(shí)來(lái)看,系統腐蝕嚴重,所以，緩蝕劑的選擇是密閉系間后取出試片,觀(guān)察腐蝕情況后進(jìn)行清洗和稱(chēng)量,用統運行安全的關(guān)鍵。失量來(lái)計算腐蝕率。1.3靜態(tài)腐蝕試驗試驗條件:中國煤化工積為1.5 L,所有試驗用水均為現場(chǎng)取水(水質(zhì)見(jiàn)表2)。用時(shí)間為96 h。MYHCNMH G-85-經(jīng)驗交流工業(yè)水處理2006 - 04,26(4)表3靜態(tài)腐蝕試驗結果試驗結果見(jiàn)表5。TS- 240A投加質(zhì)試驗溫度/C材質(zhì)腐蝕率,表5閉路系統動(dòng)態(tài)模 擬試驗結果量濃度/(mg.L")( mm.a-' )0.021試驗溫度/TS - 240A調整后碳鋼試腐蝕率/ Ca“質(zhì) 量濃7501不銹鋼C投加質(zhì)量濃pH片號 (mm+al) 度/(mg.Ll)度(mg.Ll)0.000 61°0.015碳鋼0.009700009.7845.262*0.0071 0007(3°0.018銅材9.5945.514*0.028由表3可以看出，試驗溫度為70 C(HW系統)由表5可以看出,TS-240A的腐蝕率遠低于國時(shí),TS-240A質(zhì)量濃度在1 000 mg/L(工業(yè)品計)完家標準,效果良好,完全可以滿(mǎn)足現場(chǎng)要求。全能達到緩蝕要求。試驗溫度為17 C(CW系統) 2 結果 與討論時(shí),TS-240A質(zhì)量濃度>750mg/L(I業(yè)品計)基本2.1現 場(chǎng)應用效果達到緩蝕要求。西安惠大公司自2002年使用天津化工研究設靜態(tài)阻垢試驗計院TS-240A水處理藥劑以來(lái)，徹底解決了系統嚴于500mL容量瓶中,加入實(shí)驗水約450mL,然后重的腐蝕問(wèn)題,近兩年現場(chǎng)腐蝕數據見(jiàn)表6。加入TS-240A藥劑，再用實(shí)驗水稀釋至500mL,搖表6現場(chǎng)腐蝕數據勻。用質(zhì)量濃度為120gL的NaOH溶液調節pH至碳鋼平均腐蝕速率/(mm-a*")10.00,將此溶液放入恒溫水浴中，保溫24h。取出后分頁(yè)目HW54HW65cW別過(guò)濾，并測定濾液中的Ca*。試驗結果見(jiàn)表4。2002年0.004 90.002 4.009 72003年0.003 20.004 6.0.005 5表4閉路系統阻垢試驗結果2004年0.003 90.003 70.007 8TS- 240A投加質(zhì)濾液中的 Ca2*質(zhì)外觀(guān)量濃度/(mg.L")量濃度/(mgL)由表6可以看出，現場(chǎng)碳鋼腐蝕速率遠遠低于845.48透明45.69國家標準,完全達到設計規范要求?，F場(chǎng)對銅、不銹鋼等材質(zhì)的監測結果表明，其腐蝕速率也完全達到注:試驗時(shí)間為24h。了設計規范要求。由表4可以看出,TS- 240A的阻垢效果良好,2.2經(jīng)濟效益.而微量的鈣沉積則有利于碳鋼保護膜的形成。在使用TS-240A之前，西安惠大公司每年由于1.5 動(dòng)態(tài)模擬試驗循環(huán)水造成的損失近70萬(wàn)元。自從采用TS- 240A在實(shí)驗室小試基礎上，模擬現場(chǎng)實(shí)際工況對篩以來(lái),保證了生產(chǎn)裝置的安全連續運行，延長(cháng)了生產(chǎn)選出的TS -240A進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬試驗,以進(jìn)一步 考察周期。3年來(lái)為企業(yè)節約維修和藥劑費用在200萬(wàn)其效果。試驗裝置見(jiàn)圖1。元以上。3結論TS-240A的應用徹底解決了西安惠大公司以往運行過(guò)程中存在的嚴重腐蝕問(wèn)題，在3年來(lái)的實(shí)2、際應用過(guò)程中，沒(méi)有因為循環(huán)水的問(wèn)題而停車(chē)大檢1~修,保證了生產(chǎn)安全、長(cháng)周期的運行,大幅度的降低了生產(chǎn)成本，取得了-定的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。1-電加熱元件;2-控溫元件;3- 進(jìn)水口;4-液位計;s-掛片器;6- 流量計;7- -水泵[參考文獻]圖1動(dòng)態(tài)模擬 試驗裝置[1 ]周本省工業(yè)水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1997:147- 149.(1)試驗條件:分別在70 C和17 C進(jìn)行試驗,貯[2]陳建業(yè),沈英魁.密閉式循環(huán)水冷卻系統及其在工業(yè)中的應用[J].電工技術(shù)雜中國煤化工水量為約50L,流量為450L/h,時(shí)間為72h。(2)試驗材質(zhì):用不經(jīng)預膜的A3鋼。[3 ]Jffries J, BucheYHC N M H GMater. Peform.1992,31(5):50-第26卷第4期工業(yè)水處理Vol.26 No.42006年4月Industrial W ater TreatmentApr. ,2006直流式海水冷卻系統中貝殼類(lèi)污垢的控制鐘云泰,舒慧2,王永偉2(1.珠海發(fā)電廠(chǎng)，廣東珠海519050; 2.通用電氣貝迪水處理有限公司，上海200041)[摘要]在了解直流式海水冷卻水系統中微生物污垢的種類(lèi)和特性的基礎上,探討了控制生物污垢的各種方法,并以珠海電廠(chǎng)為實(shí)例,著(zhù)重論述環(huán)保型非氧化性殺生劑CT1300的功效和特點(diǎn),為直流式海水冷卻系統存在的微生物污染問(wèn)題提供了-種有效的解決方法,該方法具有廣闊的應用前最和推廣價(jià)值。[關(guān)鍵詞]直流海水冷卻;貝殼類(lèi)污垢;殺生劑[中圖分類(lèi)號] T0085*.2 [文獻標識碼]B [文章編號] 1005 - 829X(2006)04 - 0087 -04Macro-fouling control in once-through seawater cooling systemsZhong Yuntail , Shu Hui?, W ang Yongwei?(1. Zhuhai Power Plant, Zhuhai 519050, China; 2. GE Betz Co，Ltd. , Shanghai 200041 , China)Abstract: Based on the types and features of the macro-fouling in once-through seawater cooling systems，variousmethods of macro-fouling control are discussed. The eficiency and features of the non-oxidizing biocide ,CT1300,isdiscussed specially. An example is taken in Zhuhai Power Plant. It provides an effective solution for the macro-foul-ing problems in once-through seawater cooling systems and has a quite positive applicable foreground and populariz-ing value.Key words ;once-through seawater cooling; macro-fouling; biocide冷卻水系統是-個(gè)特殊而復雜的生態(tài)環(huán)境,適綠貝、藤壺、水螅等。綠貝(green mussel)和藤壺合于多種微生物的生長(cháng)。直流式海水冷卻系統的最(barnacle )是大多數人都熟悉的雙殼綱類(lèi)生物。它們大問(wèn)題是軟體貝殼類(lèi)生物的污染。它們新陳代謝旺通過(guò)一對吸管狀的呼吸器官吸取和吐出水分,在水盛,繁殖快,易變異且種類(lèi)多,對冷卻水系統造成了流過(guò)其腮時(shí)捕捉水中的浮游生物并吸取養分。很多危害,如設備腐蝕,傳熱效率降低等[1)。美國1.2貝殼類(lèi)污垢的生長(cháng)特點(diǎn)1985年一項工業(yè)調查報告顯示，由于凝結器生物污綠貝和藤壺兩類(lèi)生物有一些共同的特點(diǎn)，使其染導致3%的發(fā)電負荷損失，其中40%歸因于軟體適于在海水冷卻系統環(huán)境中生存，包括:繁殖能力貝殼類(lèi)生物污染,隨著(zhù)水體污染的加劇,這個(gè)數字正大、可密集堆積適應溫度范圍大、有害環(huán)境下適應.逐步上升(2)。為有效控制直流式海水冷卻系統的生能力強、沒(méi)有寄生幼體階段等。需要著(zhù)重指出的是,物污染,有必要對其種類(lèi)和成因進(jìn)行深入的探討。在有害環(huán)境下關(guān)閉殼體的特點(diǎn)使生物減少了與殺生1貝殼類(lèi)污垢的種類(lèi)和特點(diǎn)劑的接觸面積,不容易被殺死;其高生長(cháng)繁殖率和密1.1貝殼類(lèi)污 垢的種類(lèi)集堆積特性使其易于在設備表面堆積結殼,不易于直流式海水冷卻系統中產(chǎn)生污染的生物主要有清除。[4]龔洵潔,李宇春,彭珂如.鉬酸鹽緩蝕劑在自來(lái)水中的緩蝕機理研究[J]腐蝕科學(xué)與保護技術(shù),2001,13(4):208-210.corrosion-resisting chrome steel in the presence of a mixture of[5]李宇春,龔洵潔,彭珂如.鉬酸鹽緩蝕劑在工業(yè)冷卻水中的試驗phosphate and molybdate-ions[J]. Protection of Metals, 1991 ,26研究[J].華北電力技術(shù),2001,1(3):4-6.(3):347-349.[6]楊文慶.鉬酸鹽系緩蝕劑的進(jìn)展[J].材料保護, 1995 ,28(8):16~19.[7]0ungJ C, Chiu s K, Shih H C. Mitigating steel corosion in cool-[作者簡(jiǎn)介]郭勇(I9中國煤化工理工程師聯(lián)系電話(huà):023.com。ing water by molybdate-based inhibitors [J]. Corrosion Preven-[收稿日期] 2005YHCNMHGtion & Control, 1998 ,45(4):156- 162-87-